东洞庭湖介形类现生种的定量生态信息

霍 正,周 昆,李陈浩,贺海洋,郭知鑫,黄 伟,刘 珊,唐振平,3,4,陈 亮,3,4*

(1.南华大学 资源环境与安全工程学院,湖南 衡阳 421001;2.湖南投石矿山设计有限公司,湖南 长沙 410007;3.衡阳市核燃料循环地质理论与技术重点实验室,湖南 衡阳 421001;4.稀有金属矿产开发与废物地质处置技术湖南省重点实验室,湖南 衡阳 421001)

0 引 言

介形类现生种是生存于各类水体中的一类底栖小型甲壳动物[1-2]，为一重要微体生物[3-4]，其分布广[5]、物种丰富[6-7]、数量众多[8]、易于收集，作为水生生态系统的组成部分，该生物多样性能敏感地反映水环境的健康状况[9-11]。S.Iepure[12]利用介形类监测与评价了西班牙中部城市河流中重金属污染状况，发现Cryptocandonavavrai与Herpetocyprischevreuxi对水体高浓度重金属元素(Cr、Ni和Cd)特别敏感，其中Cryptocandonavavrai丰度与Ni、Cd浓度均显著负相关，Herpetocyprischevreuxi丰度与Cr浓度明显负相关。T.Irizuki[13]研究发现，介形类现生种可敏感指示水环境污染状况。获取生物定量生态信息是利用其进行环境监测与评价的前提与基础。野外生态调查是获取介形类现生种定量生态信息的最基本方法。国外在介形类现生种野外生态调查方面做了大量研究工作[14-17]，国内也在此方面开展了一些研究工作[18-19]，但国内研究几乎全部为古气候古环境研究服务，很少利用其监测与评价水环境健康状况。

东洞庭湖为国家级湿地自然保护区，同时为多个城市的饮用水源地，具重要生态与经济价值[20]。研究表明，该湖水体重金属污染相对较为严重[21]。故亟需对东洞庭湖水体健康状况进行有效监测与评价。为此，本文对东洞庭湖介形类现生种进行野外生态调查，获取该物种定量生态信息，以为该湖水体污染程度监测与评价奠定必要基础，同时丰富我国介形类现生种生境数据。

1 材料与方法

2019年4月在东洞庭湖采集10个介形类样本(图1)。采样设备为抓斗式采泥器，其开口面积600 cm2。

图1 东洞庭湖介形类现生种采样分布Fig.1 Sampling distribution of recent ostracodes from the East Dongting Lake

水体溶氧量、电导率、pH值及水温均现场实测，水体重金属元素含量采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析，并记录样点位置与水深。取10 cm3左右湿样用于介形类分析，先利用0.063 mm孔径筛进行湿筛，干燥后进行干筛，干筛包含3个孔径，0.125、0.28和 0.5 mm，介形类壳体主要保存于0.125～0.28 mm和0.28～0.5 mm两类粒度样品。介形类分析鉴定在体视显微镜下完成，采用的鉴定资料主要为RecentFreshwaterOstracodsoftheworld:Crustacea,Ostracoda,Podocopida[22]、FreshwaterOstracodaofwesternandcentralEurope[23]及《中国非海水介形类》[6]等。介形类壳体照片采用VEGA3-TESCAN型扫描电镜拍摄，完成于南华大学稀有金属矿产开发与废物地质处置技术湖南省重点实验室。在所分析的10个介形类样品中，全部发现该生物。介形类各属种丰度及其分布水域理化参数见表1。

表1 东洞庭湖介形类现生种丰度及其分布水域理化参数Table 1 Abundance of recent ostracodes from the East Dongting Lake and their physical and chemical parameters of distributed waters

2 物种描述

本研究发现介形类4属4种，为比利时舍氏玻璃介(相似种)Schellencandonacf.belgica[24-26]、豆形豆形玻璃介Fabaeformiscandonafabaeformis[27-29]、克氏丽星介Cypriakraepelini[30-32]及喙盲星介(相似种)Typhlocypriscf.rostrata[33-35]。

2.1 比利时舍氏玻璃介(相似种)Schellencandona cf.belgica

度量(mm)：长0.53～0.64，高0.23～0.29(图2)。

A、B、C、D及E—右壳外视；F、G及H—左壳内视；I—整壳右视。图2 比利时舍氏玻璃介(相似种)Fig.2 Schellencandona cf.belgica

壳体描述：壳面光滑，壳体薄。壳体前后两端宽圆，大小无显著差异。背缘弧形稍稍隆起，前2/3处最高，高大致为壳长的一半，腹缘中部稍稍内弯。两壳大小不等，左壳比右壳稍大，前后两端叠覆明显。

分布与生态特征：欧洲[23]，贵州红枫湖[36]及上海有发现。该种8样点有发现，丰度为29～50个/10 cm3湿样，2号与4号样点未发现该生物。分布水域的理化参数为：ρ(Cu)0.89～2.54 μg/L，ρ(Cd)0.02～0.12 μg/L，ρ(Pb)2.52～5.07 μg/L，ρ(Zn)10.51～19.28 μg/L，ρ(Cr)0.66～1.93 μg/L，ρ(As)0.12～1.42 μg/L，pH 7.4～8.3，溶氧量7.96～8.77 mg/L，电导率234～283 μS/cm，水温17.7～18.5 ℃，深度 0.4～3.1 m。

2.2 豆形豆形玻璃介Fabaeformiscandona fabaeformis

度量(mm)：长0.90～0.98，高0.43～0.50(图3)。

A、B—左壳外视；C—整壳右视。图3 豆形豆形玻璃介Fig.3 Fabaeformiscandona fabaeformis

壳体描述：壳面光滑，高约为壳长的一半。背前缘较直，背后缘向后倾斜明显，腹缘明显内弯。壳体中部略后最高，右壳的背后缘略低于左壳。

分布与生态特征：亚洲、欧洲及北美洲。江苏[29,37]、青海[38]及台湾[39]有发现。该种8样点有发现，丰度为10～39个/10 cm3湿样，6号与9号样点未发现。分布水域的理化参数为：ρ(Cu)0.89～3.44 μg/L，ρ(Cd)0.03～0.12 μg/L，ρ(Pb)2.52～11.25 μg/L，ρ(Zn)10.51～18.98 μg/L，ρ(Cr)0.2～1.63 μg/L，As 0.12～1.42 μg/L，pH 7.4～8.3，溶氧量7.96～8.77 mg/L，电导率234～283 μS/cm，水温17.8～18.4 ℃，深度0.4～3.1 m。

2.3 克氏丽星介Cypria kraepelini

度量 (mm)：长0.48～0.55，高0.34～0.40(图4)。

A、B、C、D及E—整壳左视；F、G、H、I及J—整壳右视； K、L—左壳内视。图4 克氏丽星介Fig.4 Cypria kraepelini

壳体描述：壳体小，表面光滑，高约为壳长的2/3。壳体侧视近半圆形，后中部最高，背缘稍稍隆起，双壳大小明显不一致，左壳前后端均叠覆于右壳，右壳于背缘处叠覆左壳。

分布与生态特征：欧洲与亚洲[23]。我国上海、浙江、江苏[29]、云南[40]、贵州[27]与海南均有分布。该种9样点有发现，丰度为6～60个/10 cm3湿样，仅7号样点未发现。分布水域的理化参数为：ρ(Cu)0.89～3.44 μg/L，ρ(Cd)0.02～0.12 μg/L，ρ(Pb)2.52～11.25 μg/L，ρ(Zn)10.51～19.28 μg/L，ρ(Cr)0.2～1.93 μg/L，ρ(As)0.2～1.42 μg/L，pH 7.4～8.3，溶氧量7.96～8.63 mg/L，电导率234～283 μS/cm，水温17.7～18.5 ℃，深度 0.4～3.1 m。

2.4 喙盲星介(相似种)Typhlocypris cf.rostrata

度量 (mm)：长0.78～0.80，高0.45～0.47(图5)。

A—右壳外视；B—整壳右视；C—左壳外视；D—右壳外视；E—左壳外视；F—右壳外视；G—H均为整壳右视；I—右壳内视。图5 喙盲星介(相似种)Fig.5 Typhlocypris cf.Rostrata

壳体描述：壳体厚，壳面密布斑坑。壳体侧视呈近似梯形，背缘平直，分别向前后端缓倾斜，腹缘中部稍稍内弯。左壳稍大于右壳，于腹部叠覆于右壳。

分布与生态特征：我国上海有发现[6]。该种仅5样点有发现，丰度为3～10个/10 cm3湿样，5样点(2、4、6、8及10)未发现。分布水域的理化参数为：ρ(Cu)0.89～2.54 μg/L，ρ(Cd)0.02～0.12 μg/L，ρ(Pb)2.84～5.07 μg/L，ρ(Zn)10.51～17.11 μg/L，ρ(Cr)0.66～1.93 μg/L，ρ(As)0.12～1.02 μg/L，pH 7.6～8.3，溶氧量8.34～8.77 mg/L，电导率234～276 μS/cm，水温17.7～18.4 ℃，深度 0.5～3.1 m。

3 讨 论

本研究东洞庭湖仅发现介形类4种，即S.cf.belgica、F.fabaeformis、C.kraepelini与T.cf.rostrata，前三属种分布广，丰度也较高，T.cf.rostrata出现样点少，丰度明显偏低。陈亮等[8]于2015年10月对东洞庭湖介形类现生种进行野外区域生态调查，获得5属6种，即S.cf.belgica、F.fabaeformis、布氏土星介Ilyocyprisbradyi、粗糙土星介Ilyocyprissalebrosa、C.kraepelini与T.cf.rostrata，以S.cf.belgica与F.fabaeformis为主体，含少量I.bradyi、I.salebrosa、C.kraepelini及T.cf.rostrate。这可能由于秋季水温适宜，介形类相对繁盛[6]，导致属种数量明显多于春季。禹娜等[10]太湖春季仅发现介形类3种，C.kraepelini、塔尔薄丽星介Dolerocypriataalensis及豆形豆形玻璃介(比较种)Fabaeformiscandonacf.fabaeformis，秋季则获得15种，包括C.kraepelini、角尾狭星介Stenocyprisderupta及大狭星介Stenocyprismajor等，与东洞庭湖介形类现生种属种数量季节分布相类似。S.cf.belgica、F.fabaeformis及C.kraepelini均为典型的世界分子，喙盲星介虽不是典型的世界分子，但在上海也有发现[6]，故东洞庭湖不存在地方种。沿水道迁移是介形类最重要的迁移方式[41]，东洞庭湖与长江连通，世界分子容易沿水道进入该湖，可能导致地方种不发育。在水体重金属污染相对较为严重的2号与4号样点(尤其是Cu、Cd及Pb)，仅有C.kraepelini与F.fabaeformis分布，未发现S.cf.belgica与T.cf.rostrata，推测C.kraepelini与F.fabaeformis比S.cf.belgica与T.cf.rostrata具更强的抗污能力。研究表明，介形类部分属种具很强的抗污能力，如Cypridopsisvidua[42]与Heterocyprisincongruens[43]等。在2号与4号样点，C.kraepelini与F.fabaeformis虽有一定量分布，但其丰度明显下降，说明水体重金属污染对介形类生存造成了明显不利影响，也表明该生物具有敏感指示水体重金属污染的潜力。

4 结 论

东洞庭湖介形类现生种包括4属4种，它们为S.cf.belgica、F.fabaeformis、C.kraepelini及T.cf.rostrata，前三种为主要分子，T.cf.rostrata仅少量出现，未发现地方种。该湖介形类属种数量春季明显少于秋季，与太湖该生物属种数量季节分布相似。介形类各属种生境参数总范围为ρ(Cu)0.89～3.44 μg/L，ρ(Cd)0.02～0.12 μg/L，ρ(Pb)2.52～11.25 μg/L，ρ(Zn)10.51～19.28 μg/L，ρ(Cr)0.2～1.93 μg/L，ρ(As)0.12～1.42 μg/L，pH 7.4～8.3，溶氧量7.96～8.77 mg/L，电导率234～283 μS/cm，水温17.7～18.5 ℃，深度 0.4～3.1 m。

C.kraepelini与F.fabaeformis比S.cf.belgica与T.cf.rostrata可能具更强的抗污能力，水体重金属污染对介形类生存造成了明显不利影响，表明可利用该生物敏感指示水体重金属污染状况。